[发明专利]单泵伺服液压运动系统及其控制方法

说明书

本发明涉及液压机电系统，包括：液压伺服泵组、单向阀、第一至三换向阀、液压致动器和蓄能器。第一换向阀的进油口连接至液压伺服泵组，回油口连接至油箱；单向阀的输入口连接至第一换向阀的第二主油口；第二换向阀的进油口连接至单向阀的输出口，回油口连接至油箱；液压致动器一油口连接至第一换向阀的第一主油口，另一油口连接至第二换向阀的第二主油口；其中，蓄能器通过第二和三换向阀连接至液压致动器。所述系统的控制方法包括：使目标给定位置量减去位置反馈量后，再依次经过伺服泵控制模块和液压致动控制模块后则输出位置控制结果，其中位置反馈来自液压致动控制模块的输出。本发明能实现精密位置随动控制，且成本低、节能、耐用可靠。

技术领域

本发明属于工业电气自动化领域，提供了液压传动技术中的精密位置控制技术的实现方案，尤其涉及单泵伺服液压运动系统及其控制方法。

背景技术

液压传动是工业中应用广泛的技术，力量大、可靠性好、动作平顺，尤其适合直线运动设备和重型设备，如压力机、锻打机、挤出机、开合模具装置等等。

很多直线运动的设备不但需要力量和速度调整，对位置的精度也有工艺要求。在液压传动系统中，一般的位置控制是通过流量阀或直接泵控来实现，其在接近目标位置时降低速度，到达目标位置后切断液压回路实现比较精确的位置控制。但这种方法只适合已确定目标位置的单方向的定点控制，而对于目标位置动态改变且正反方向任意改变的位置随动控制却不适合。

传统的阀控技术也能实现对液压缸的位置随动控制，但要采用伺服流量阀，同时动态调整液压缸活塞两边的压力，使活塞两侧的压力差作用在活塞和连杆上，改变和调整其运动方向及加速度，从而实现活塞杆的位置控制。但这种控制本质上是由液压缸两侧的压力溢流阀来实施，其能量损耗非常大，而且伺服流量阀非常昂贵，容易磨损，对液压油品质温度都有要求，而且该技术基本只适合等截面积油缸。

发明内容

本发明在先进的伺服泵控技术的基础上，提供机电液混合系统及其控制方案，同样可以实现精密的位置随动控制，且拥有成本低、节约能源、耐用可靠等优点，且至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

本发明的技术方案涉及一种液压机电系统，包括：液压伺服泵组，所述液压伺服泵组具有伺服电机以驱动油泵从油箱输送油液；第一换向阀，所述第一换向阀具有第一主油口、第二主油口、进油口和回油口，所述第一换向阀的进油口连接至所述液压伺服泵组，所述第一换向阀的回油口连接至油箱；单向阀，所述单向阀具有输入口和输出口，在单向阀内限制油液从输入口向输出口传递，所述单向阀的输入口连接至所述第一换向阀的第二主油口；第二换向阀，所述第二换向阀具有第一主油口、第二主油口、进油口和回油口，所述第二换向阀的进油口连接至所述单向阀的输出口，所述第二换向阀的回油口连接至油箱；液压致动器，所述液压致动器具有缸体、第一油口、第二油口和设置在第一油口与第二油口之间的位于缸体内的活塞，其中，所述液压致动器的第一油口连接至所述第一换向阀的第一主油口，所述液压致动器的第二油口连接至所述第二换向阀的第二主油口；第三换向阀，所述第三换向阀具有第一端口和第二端口，在第三换向阀关闭时第一端口和第二端口之间截止，在第三换向阀打开时第一端口和第二端口之间保持连通，其中，所述第三换向阀的第一端口连接至所述单向阀的输出口；蓄能器，所述蓄能器连接至所述第三换向阀的第二端口。

进一步，所述第一换向阀包括第一一通位、第一截止位和第一二通位，在第一换向阀中，在第一一通位时第一主油口与进油口连通并且第二主油口与回油口连通，在第一截止位时第一主油口与进油口截止并且第一主油口和第二主油口都与回油口连通，在第一二通位时第一主油口与回油口连通并且第二主油口与进油口连通；所述第二换向阀包括第二一通位、第二截止位和第二二通位，在第二换向阀中，在第二一通位时第一主油口与进油口连通并且第二主油口与回油口连通，在第二截止位时第一主油口与进油口截止并且第二主油口与回油口截止，在第二二通位时第一主油口与回油口连通并且第二主油口与进油口连通。

进一步，所述的液压机电系统包括：压力溢流阀，所述压力溢流阀的输入端与所述蓄能器连接，所述压力溢流阀的输出端连接至油箱。